Програмне і апаратне забезпечення телекомунікацій

Надалі будемо дотримуватися таких означень:

- Internet – глобальна комп'ютерна мережа, яка об'єднує велику кількість комп'ютерів на планеті, забезпечує обмін даними між комп’ютерами.

- Лінія зв’язку – сукупність апаратно-програмних засобів і фізичного середовища (дротове з’єднання, радіохвилі), призначена для передавання сигналів.

За розташуванням комп’ютерів, що входять до мережі, комп'ютерні мережі поділяють на локальні, регіональні та глобальні.

Локальними називають мережі, що об'єднують комп'ютери, розташовані на невеликій відстані один від одного, наприклад, у класі, школі, поліклініці, банку тощо. Комп'ютери, розташовані у межах одного приміщення чи організації, можуть бути з'єднані між собою спеціальним кабелем або з використанням радіоканалу.

Регіональні мережі – це сукупність комп'ютерів, розташованих в межах певного регіону, наприклад, області, міста.

Глобальними називаються мережі, які об'єднують комп'ютери, розміщені на значній віддалі, наприклад, у межах країни, планети.

Для їх з'єднання використовують наземні або супутникові канали зв’язку. Здебільшого глобальну мережу утворюють кілька з'єднаних між собою локальних мереж. Прикладом такої мережі є всесвітня комп'ютерна мережа – Internet.

Комп'ютерна мережа Internet забезпечує не тільки зв'язок комп'ютерів один з одним, але й користувачів між собою, користувачів з ресурсами мережі. Для цього використовується технологія "клієнт – сервер". Клієнт – це встановлена на комп'ютерах користувача програма, що надсилає запити до сервера та приймає повідомлення. Програма-сервер знаходиться на головних комп'ютерах мережі і надає необхідні дані іншим комп'ютерам.

Для того, щоб було можливим приймання і передавання даних між комп’ютерами, існують певні стандарти, обов’язкові для виконання всіма виробниками апаратного і програмного забезпечення, призначених для створення комп’ютерних мереж. У цих стандартах описано параметри електричних сигналів (напругу, зміну напруги в залежності від часу, тощо), способи подання їх у лінію зв’язку та приймання, способи кодування і розпізнавання адреси комп’ютера, кодування і передавання повідомлень користувача і службових (які містять адресу, відомості про повідомлення тощо) повідомлень, способи подання повідомлення кінцевому користувачеві.

Сукупність описань сигналів у мережі та правил їх опрацювання називають протоколами мережі.

Рис.8.1. Рівні протоколів мережі та відповідні їм рівні і назви протоколів мережі Інтернет (справа)

 

Зрозуміло, що протоколів повинно бути кілька, розпочинаючи з найнижчого, фізичного, рівня і закінчуючи рівнем користувача (рис. 8.1).

На рівні фізичного протоколу описано фізичні параметри сигналу, який використовують у лінії зв’язку, наприклад – значення напруги, які відповідають нулю і одиниці.

На рівні даних описано спосіб кодування сигналу, тобто правила створення сигналу, що передається в лінію зв’язку, або коду повідомлення та відтворення з цього сигналу з коду повідомлення.

На рівнях мережі, транспортному та рівні сесії [1] описано правила встановлення правил ідентифікації комп’ютера в мережі, передавання повідомлень у вигляді пакетів[2].

На рівнях подання і користувача описано правила подання повідомлення у формі, доступній для сприйняття користувачем.

За способом об'єднання комп'ютерів між собою мережі поділяють на зіркоподібні (або вузлові), кільцеві, одноканальні.

Досить часто використовується об’єднання комп’ютерів у мережу з використанням ліній зв’язку, що вже існують, зокрема – телефонних. Під'єднання комп'ютера до телефонної мережі здійснюється за допомогою модему. Це спеціальний пристрій, який забезпечує передавання повідомлень від комп'ютера до телефонної мережі та приймання даних із телефонної мережі до комп'ютера. У разі використання інших каналів зв'язку, наприклад, виділених ліній, використовують мережеві адаптери або спеціалізовані модеми.

Рис. 8.2. Локальна мережа, виконана за схемою (топологією) "спільна шина"

 

Рис. 8.3 Локальна мережа, виконана за схемою (топологією) "зірка"

 

Організації, які забезпечують підключення до Інтернету та надають відповідні послуги, називаються провайдерами (англ.: to provide – забезпечувати).

Якщо в мережі об’єднано один чи кілька комп'ютерів, з яких отримують дані інші комп'ютери, то такі комп'ютери називають серверами (від англ. serve – обслуговувати), а інші – клієнтами або робочими станціями. Залежно від призначення виділяють поштові сервери, сервери для роботи з телеконференціями, файл-сервери та ін. Повідомлення, програми, що зберігаються на серверах та засоби зв'язку з допомогою провайдерів можуть бути використані комп'ютерами, що під’єднано до мережі. Сервери і робочі станції утворюють мережу, що охоплює комп'ютери організації, міста чи кількох країн. Комп'ютери, на яких встановлені програми-сервери, повинні мати потужні ресурси.

Надання серверами певних послуг забезпечується встановленими на ними програмами-серверами, а на комп'ютерах користувачів відповідні програми-клієнти. Схему взаємодії програми-клієнта та програми-сервера можна зобразити у вигляді (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Схема взаємодії "клієнт – сервер"

 

Для забезпечення роботи комп'ютера в мережі необхідні спеціальні пристрої і програми. Для того, щоб усі комп'ютери мережі "розуміли" один одного, існує сукупність правил, які визначають спосіб передавання та отримання повідомлень. Такий набір правил називається протоколом. Сукупність протоколів, які використовують у мережі Інтернет, називається ТСР/ІР-протоколом. З його появою з'явилась можливість включити в процес обміну даними мережі з іншими способами передавання повідомлень. Протокол ТСР/ІР – це сукупність протоколів: TCP – протоколи управління пересиланням даних, IP – протокол внутрі- та міжмережевої взаємодії. При під'єднанні до Інтернету програмні засоби для підтримання ТСР/ІР-протоколу обов’язково встановлюються на комп'ютері користувача.

Комп'ютерна мережа – це сукупність комп'ютерів, з'єднаних між собою засобами зв'язку для пересилання повідомлень від одного комп'ютера до іншого. Кожний комп'ютер, під'єднаний до мережі, має свою унікальну ІР- адресу, файл – URL, а користувач – реєстраційне ім'я (login) та пароль (password).

Сервер – це головний комп'ютер у мережі, з якого надходять дані до інших комп'ютерів. Клієнт – комп'ютер користувача, за допомогою якого встановлюється зв'язок із сервером та його ресурсами.

Модем – спеціальний пристрій, що забезпечує під'єднання комп'ютера до телефонної мережі. При використанні інших засобів зв'язку використовують мережеві адаптери. Сучасний модем для звичайних телефонних ліній має швидкість обміну даними 56 Кбіт/с, що є межею пропускної здатності традиційних телефонних ліній.

Існують модеми для телефонних ліній, які забезпечують швидкості 256 Кбіт/с і більше, не заважаючи звичайній телефонній розмові, але вони потребують встановлення додаткового апаратного забезпечення для кожного абонента [3]і на автоматичній телефонній станції.